车灯支架注塑模设计与分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇车灯支架注塑模设计与分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

本文利用Moldflow软件对车灯支架进行工艺分析，检验和修改网格状态，选择成型材料，确定最佳浇口位置和工艺参数，并运用NX MoldWizard模块来设计车灯支架注塑模，从而将模具设计与分析结合起来，使设计出的模具最佳化。

车灯支架形状复杂，如图1所示，特征众多，厚度不均匀，故其模具型结构及尺寸也比较复杂。该塑件材料为ABS，由其用途来看，塑件的表面光洁度要求较高，不允许有飞边，色泽均匀，不能出现凹陷、裂纹、波浪痕等缺陷。

一、车灯支架网格处理

在进行一个塑件的CAE分析时，网格的质量是影响分析准确性的重要因素，因此，网格划分和网格修复是车灯支架模具设计的重点工作之一。

1.车灯支架的网格划分

首先将三维模型转化为STL格式并在Moldflow软件中读取，采用三角形单元实现网格划分，通常制件的网格数目在几千到几万不等，甚至更多。随着模型尺寸变大，复杂程度增加和网格密度增大，网格数目也相应增大。本模型划分得到的网格单元数为7 184个，如图2所示。

2.车灯支架的网格优化

网格划分好以后，接下来的工作就是网格信息统计，从统计信息不难发现，主要是纵横比问题较大，其他如重叠单元、配向、自由边、厚度和双层面等方面均良好。为此，只要进行自动修复纵横比即可，其修复结果如图3所示。

二、车灯支架注塑模设计

1.分型面

分型面排位直接影响模具的使用、制造及塑件的形状、外观和精度，因此，必须选择合理的分型面。分型面选择一般应遵循以下原则：确保塑件尺寸精度；尽可能减小塑件在分型面上的投影面积；合理安排浇注系统，特别是浇口位置；分型面是曲面时，应满足模具锁紧要求；尽量使模具结构简单、方便使用和制造容易。

车灯支架的侧向有凸台，需要侧向成型块来侧向成型，以便侧向顶离脱模。在利用NX MoldWizard模块创建分型面时，首先进行侧面分型设计，以方便进行侧面抽芯；同时，利用分型功能识别塑件的分型边缘或最大轮廓线，并选择“条带曲面”的方式，选择合适的延伸距离，创建分型面如图4所示。

2.成型零件

成型零件是指与塑件直接接触、成型塑件内表面和外表面的模具部分。它由凸模（型芯）、凹模（型腔）以及嵌件和镶块等组成，作为塑件的几何边界，包容塑件、完成塑件的结构和尺寸的成型。在NX MoldWizard模块中，创建型腔和型芯，如图5所示。

3.浇注系统设计

浇注系统是熔融塑料在压力作用下填充模具型腔的通道（熔融塑料从注塑机喷嘴进入模具型腔所流经的通道），浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴等组成。浇注系统对熔体在模内的流动方向与状态、排气溢流、模具压力传递等起到很大作用。通过Moldflow分析得到如图6所示的最佳浇口位置。

通过以上分析，车灯支架采用圆柱形垂直主流道，其断面完成光滑无毛刺，以便型腔打开后可以顺利将主流道脱出。分流道设计在动模板上，形状采用圆形断面。浇口是塑料经过分流道后进入型腔的关键部分，结合一模两腔的模具结构，选择侧面自动切断潜伏式浇口，浇口形状采用圆形。如图7所示为车灯支架的浇注系统。

4.模架

模架是实现型芯和型腔固定、顶出和分离的机构，考虑模具的成本要求，这里采用了HASOC-E296X296标准模架。模架中的定模板和动模板开框。模具的型腔采用了定模型腔镶件和动模镶件、型芯等零件。模具的排气结构主要采用分型面的间隙及成型零件间的间隙、推杆与镶件间的间隙来进行排气。间隙的大小以不超过塑料的溢边值为限。通过按要求对模架的修改，得到如图8所示与车灯支架完全匹配的模架。

5.冷却系统设计

冷却系统的设计对于模具来说是非常重要的，如果冷却不好或是冷却不均匀，必然导致收缩不均匀，会导致塑件的翘曲变形，特别是薄壁件，变形更加严重。冷却系统在设计时应遵守以下几个原则：冷却回路有利于减少冷却水进、出口水温的差值；冷却回路结构应便于加工和清理，其通道孔径一般取812m m；冷却通道的布置要合理；在满足冷却所需的传热面积和模具结构允许的前提下，冷却回路数量应尽量多，冷却通道孔径要尽量大。

常见的冷却系统有直流式和直流循环式、循环式、喷流式和隔板式等结构形式。这里由于模具侧面存在抽芯、点浇口、定模板和动模板开框的结构，所以对型腔部分及浇注系统的冷却更应加强。鉴于以上的考虑，在该模具的定模型腔镶件和动模部分采用了如图9所示冷却回路的结构，冷却水管的直径采用6mm。

三、模具装配

在N X软件生成装配图中，零件数据是对零件本身的链接映像，保证装配模型和零件设计完全双向相关，减少对储存空间的需求。零件设计修改后装配模型中的零件会自动更新，同时可在装配环境下直接修改零件设计。通过以上过程完成了整个车灯支架的注塑模具的设计，其装配图如10所示。

四、结语

本文借助Moldflow软件强大分析能力及NX软件良好设计功能，对车灯支架进行模流分析，将分析后的结果指导模具设计，显著提高了模具的设计水平，重点做了以下几方面的工作。

（1）对塑件进行网格划分与修复，从而对塑件的工艺结构有了很好了解，确定了模具结构设计的总体思路与原则；同时，对塑件成型性能做出了早期判断。

（2）利用Moldflow软件有限元分析对塑料件注塑成型过程进行模拟，确定了分型面形状与位置；利用N X软件完成了型腔和型芯的设计；进行了浇口位置分析，找出了最佳浇口位置；通过理论和模拟分析了各种工艺参数及其对塑件成型质量的影响，并针对其原因确定了修改方案。

（3）Moldflow和NX这种交互设计，一方面充分利用了N X标准化和参数化的特点，使设计效率大大提高；另一方面通过Moldflow分析得到最佳工艺参数，保证了设计过程的准确性，缩短了设计周期，提高了劳动效率。